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1、(10)申请公布号 CN 104076523 A (43)申请公布日 2014.10.01 C N 1 0 4 0 7 6 5 2 3 A (21)申请号 201410310082.X (22)申请日 2014.06.30 G02B 27/62(2006.01) (71)申请人中国科学院长春光学精密机械与物 理研究所 地址 130033 吉林省长春市东南湖大路 3888号 (72)发明人袁野 鲍赫 李志来 辛宏伟 曹乃亮 (74)专利代理机构长春菁华专利商标代理事务 所 22210 代理人王丹阳 (54) 发明名称 低刚度框架结构的光学系统装调方法 (57) 摘要 低刚度框架结构的光学系统装调。
2、方法，涉及 航空航天领域，解决了现有装调方法存在的装调 前后光学系统成像质量不一致、框架结构刚度发 生变化的问题。该方法为：计算出每个光学元件 对框架结构带来的角度与线量变化的理论值；分 析该理论值是否超过光学系统的公差范围，若超 过则逐一设计出能使框架结构产生同样角度与线 量变化理论值的配重；对框架结构加载配重使其 产生预变形；散摆完成后拆除配重，将光学元件 逐一与框架结构进行试连接，同时反复修正配重 与实际光学元件对框架结构影响的差别，直至两 者之间的差别小于公差；逐一装调光学系统中的 所有光学元件直至装调完成。本发明保证了装调 的可控性和稳定性，成像质量一致，装调简洁方 便。 (51)I。
3、nt.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104076523 A CN 104076523 A 1/1页 2 1.低刚度框架结构的光学系统装调方法，其特征在于，该方法由以下步骤实现： 步骤一、计算出光学系统中需要装调的每个光学元件对框架结构带来的角度与线量变 化的理论值； 步骤二、分析框架结构的理论变形量是否超过光学系统的公差范围，对于超过公差范 围的光学元件逐一设计出能使框架结构产生同样角度与线量变化理论值的配重； 步骤三、对框架结构以加载配重的方式使其产生预。
4、变形； 步骤四、光学系统散摆完成后，拆除相应位置的配重，将光学元件逐一与框架结构进行 试连接，检测此时光学元件安装面相对框架结构基准位置的相对位置关系，同时反复修正 配重与实际光学元件对框架结构影响的差别，直至两者之间的差别小于光学系统的公差范 围； 步骤五、逐一装调光学系统中的所有光学元件，直至整个光学系统装调完成。 权 利 要 求 书CN 104076523 A 1/3页 3 低刚度框架结构的光学系统装调方法 技术领域 0001 本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种低刚度框架结构的光学系统装调方 法。 背景技术 0002 在空间相机领域，随着相机焦距的逐步增大，必然导致光轴方向尺寸较大。
5、，从而不 可避免的带来相机框架结构在该方向刚度较低的问题，这使得在光学系统的装配过程中， 容易带来装调前后光学系统成像质量不一致、框架结构刚度变化等一系列问题。 0003 目前，较低刚度框架结构的光学系统装调，一般采用相机使用方向与180方向即 反方向双向检测、互相兼顾的装调方法，或框架整体卸载的方式对光学系统进行装调。其 中，双向兼顾的装调方法在理论上其中间状态与失重后的实际状态是一致的，但却很难在 实际的装调过程中找到系统的最优值，且实现起来非常复杂，而框架整体卸载的方式虽然 只需要一个方向的检测装调，但却不能完全反应出光学系统中光学元件所在位置角度与线 量变化的真实情况。 发明内容 00。
6、04 为了解决现有对低刚度框架结构光学系统进行装配的过程中存在的装调前后光 学系统成像质量不一致、框架结构刚度发生变化的问题，本发明提供一种低刚度框架结构 的光学系统装调方法。 0005 本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下： 0006 低刚度框架结构的光学系统装调方法，该方法由以下步骤实现： 0007 步骤一、计算出光学系统中需要装调的每个光学元件对框架结构带来的角度与线 量变化的理论值； 0008 步骤二、分析框架结构的理论变形量是否超过光学系统的公差范围，对于超过公 差范围的光学元件逐一设计出能使框架结构产生同样角度与线量变化理论值的配重； 0009 步骤三、对框架结构以加载配重的方。
7、式使其产生预变形； 0010 步骤四、光学系统散摆完成后，拆除相应位置的配重，将光学元件逐一与框架结构 进行试连接，检测此时光学元件安装面相对框架结构基准位置的相对位置关系，同时反复 修正配重与实际光学元件对框架结构影响的差别，直至两者之间的差别小于光学系统的公 差范围； 0011 步骤五、逐一装调光学系统中的所有光学元件，直至整个光学系统装调完成。 0012 本发明的有益效果是：本发明的装调方法采用了系统自变形的理论计算并设计了 等效的装调配重，通过反复的修正使光学系统获得与装调后同样的预变形，使得光学系统 在装调前后始终保持在一个近乎相同的稳定状态，为光学系统稳定的装调提供了有力的保 障，。
8、有效的克服了由于空间相机的框架结构刚度较低带来的框架结构刚度变化、装调前后 光学系统成像质量不一致等一系列问题，也避免了现有装调方法中很难在实际的装调过程 说 明 书CN 104076523 A 2/3页 4 中找到光学系统的最优值、实现起来非常复杂或不是装调所需的真实情况等问题。本发明 在一定范围内实现了较低刚度框架结构的光学系统装调的可控性和稳定性，且实现起来更 简洁方便。该方法能够有效的解决在较低刚度框架结构的光学系统装调过程中产生的框架 变形、框架刚度变化等问题，为长焦距遥感相机的光学系统装调提供了一种行之有效的方 法。 附图说明 0013 图1为低刚度框架结构的光学系统的结构示意图。。
9、 0014 图2为本发明的低刚度框架结构的光学系统装调方法的流程示意图。 0015 图中：1、第一镜，2、第二镜，3、第三镜，4、平面镜，5、框架结构，6、干涉仪，7、第一配 重，8、第二配重。 具体实施方式 0016 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。 0017 如图1所示，低刚度框架结构的光学系统包括：第一镜1、第二镜2、第三镜3、平面 镜4、框架结构5和干涉仪6，第一镜1和第二镜2固定在框架结构5上，第三镜3、平面镜4 和干涉仪6按照成像光路分布在光学系统中。 0018 如图2所示，本发明的低刚度框架结构的光学系统装调方法，该方法由以下步骤 实现： 0019 步骤一、采用理论计算的方。
10、式分别计算出光学系统中需要装调的每个光学元件对 框架结构5带来的角度与线量变化的理论值，即框架结构5的理论变形量；本实施方式中， 需要装调的光学元件为第一镜1、第二镜2、第三镜3和平面镜4，因此，第一镜1、第二镜2、 第三镜3和平面镜4分别对应有一个框架结构5的理论变形量； 0020 步骤二、分析步骤一计算出的框架结构5的理论变形量是否超过光学系统的公差 范围(光学系统的公差范围指的是光学设计给出的允许光学元件在理论位置附近产生的 角度与线量变化范围)，对于超过公差范围的光学元件逐一设计出能使框架结构5产生同 样角度与线量变化理论值的配重；如图1所示，针对第三镜3对框架结构5带来的角度与线 量。
11、变化的理论值设计了第一配重7和第二配重8，将第一配重7和第二配重8按照理论计算 安装在光学系统的相应位置，第一配重7和第二配重8的重量之和可以抵消第三镜3对框 架结构5的影响，其他光学元件与此相同； 0021 步骤三、将针对超过公差范围的光学元件设计出的配重装配在光学系统中，即对 框架结构5以加载配重的方式使框架结构5产生预变形，在此基础之上进行后续的光学系 统装调工作； 0022 步骤四、光学系统散摆完成后，拆除相应位置的配重，将所有光学元件逐一与框架 结构5进行试连接，检测此时光学元件安装面相对框架结构5基准位置的相对位置关系，并 通过休整配重质量、安装位置的方式反复修正配重与实际光学元件对框架结构5影响的差 别，直至两者之间的差别小于光学系统的公差范围； 0023 步骤五、所有光学元件采用销钉定位，并拆除相应配重； 0024 步骤六、逐一装调光学系统中的所有光学元件，直至整个光学系统装调完成。 说 明 书CN 104076523 A 3/3页 5 0025 本发明的装调方法有效的避免了现有装调方法带来的一系列问题，所需装调工装 简洁、不占用过多操作空间，易于操作，能够较好的获得理论装配精度。 说 明 书CN 104076523 A 1/2页 6 图1 说 明 书 附 图CN 104076523 A 2/2页 7 图2 说 明 书 附 图CN 104076523 A 。